Napredak u tehnologiji baterije za sisteme za skladištenje morskih energije

Predgovor

Kako se svijet mijenja prema zelenijim energetskim rješenjima, litijumske baterije su stekle povećanu pažnju. Dok su električna vozila u centru pažnje već više od desetljeća, potencijal elektroenergetskog sistema za pohranu u morskim postavkama je zanemaren. Međutim, došlo je do porasta u istraživanju fokusirajući se na optimizaciju skladištenja litijumske baterije i protokoli punjenja za različite aplikacije za brod. Litijum-jonske fosfatne baterije u ovom slučaju posebno su atraktivne zbog svojih visokih gustina energije, dobre hemijske stabilnosti i produženog vijek trajanja ciklusa pod strogim zahtjevima morskih pogonskih sustava

Kako instalacija skladištenih litijumskih baterija dobijaju zamah, tako i provedba propisa kako bi se osigurala sigurnost. ISO / TS 23625 je jedna takva regulacija koja se fokusira na odabir baterije, instalaciju i sigurnost. Ključno je napomenuti da je sigurnost najvažnije kada je u pitanju korištenje litijumskih baterija, posebno u pogledu opasnosti od požara.

Morski sistemi za skladištenje energije

Sustavi za pohranu morskih energije postaju sve popularnije rješenje u morskoj industriji kao što se svijet kreće prema održivoj i ekološki prihvatljivoj budućnosti. Kao što ime sugerira, ovi su sustavi dizajnirani za pohranu energije u morskoj postavci i mogu se koristiti za različite svrhe, od pogonskih brodova i brodica za pružanje sigurnosne kopije u slučaju nužde.

Najčešći tip marinskog sistema za pohranu energije je litijum-jonska baterija, zbog visoke gustoće energije, pouzdanosti i sigurnosti energije. Litijum-jonske baterije mogu se prilagoditi i ispunjavanju specifičnih potreba za energijom različitih morskih aplikacija.

Jedna od ključnih prednosti sistema za pohranu morskih energije je njihova sposobnost zamjene dizelskih generatora. Koristeći litijum-jonske baterije, ovi sustavi mogu ponuditi pouzdan i održiv izvor napajanja za različite primjene. To uključuje pomoćnu snagu, osvetljenje i druge električne potrebe na brodu ili brodu. Pored ovih aplikacija, morski sustavi za skladištenje energije mogu se koristiti i za napajanje električnih pogonskih sustava, što ih čini održivom alternativom uobičajenim dizelskim motorima. Posebno su prikladni za manje plovila koja djeluju u relativno ograničenom području.

Sveukupno, sistemi za skladištenje morskih energije su ključna komponenta tranzicije u održivu i ekološki prihvatljivu budućnost u morskoj industriji.

Prednosti litijumskih baterija

Jedna od najočitijih prednosti korištenja litijumskih baterija u odnosu na dizel generator je nedostatak otrovnih i stakleničkih emisija plina. Ako se baterije napune pomoću čistih izvora, poput solarnih panela ili vjetroturbina, moglo bi predstavljati 100% čistu energiju. Takođe su manje skupi u pogledu održavanja sa manje komponenti. Oni proizvode mnogo manje buke, čineći ih idealnim za pristajanje u blizini stambenih ili naseljenih područja.

Litijumske baterije nisu jedini tip baterija koji se mogu koristiti. U stvari, morski baterijski sustavi mogu se podijeliti u primarne baterije (koje se ne mogu puniti) i sekundarne baterije (koje se mogu neprekidno puniti). Potonji je ekonomičnije koristan u dugoročnoj aplikaciji, čak i pri razmatranju razgradnje kapaciteta. U početku su korištene baterije od olovnih kiselina, a litijumske baterije se smatraju novoigrabinim baterijama. Međutim, istraživanje je pokazalo da pružaju veću energetsku gustoću i produženi život, što znači da su bolje prilagođene za dugoročne primjene i velike opterećenja i potrebe velike brzine i brzine.

Bez obzira na ove prednosti, istraživači nisu pokazali nikakve znakove samozadovoljstva. Tijekom godina, brojni dizajni i studije usredotočili su na poboljšanje performansi litijumskih baterija za skladištenje za poboljšanje njihove morske aplikacije. Ovo uključuje nove hemijske mješavine za elektrode i modificirane elektrolite kako bi se zaštitili od požara i termalnih izgnanika.

Izbor litijumske baterije

Postoji više karakteristika koje treba uzeti u obzir pri odabiru litijumskih baterija za pohranu za marinu za skladištenje litijumske baterije. Kapacitet je kritična specifikacija za razmatranje pri odabiru ablatrije za skladištenje morskog energije. Određuje koliko energije može pohraniti i naknadno, količina radova koja se može proizvesti prije punjenja. To je temeljni parametar dizajna u pogonu na kojima može preći na kilometar ili udaljenost. U morskom kontekstu, gdje je prostor često ograničen, važno je pronaći bateriju s visokom gustoćom energije. Veće baterije gustoće energije su kompaktnije i lagane, što je posebno važno na brodovima u kojima su prostor i težina na premiji.

Popravci napona i struje su također važne specifikacije koje treba uzeti u obzir pri odabiru litijumskih baterija za pohranu za sisteme za pohranu morskih energije. Ove specifikacije određuju koliko brzo se baterija može puniti i pražnjenje, što je važno za aplikacije u kojima se zahtjevi moći mogu brzo varirati.

Važno je odabrati bateriju koja je dizajnirana posebno za morsku upotrebu. Morski okruženja su oštre, s izlaganjem slanom vodom, vlažnosti i ekstremnim temperaturama. Skladišta litijumske baterije koje su dizajnirane za morsku upotrebu obično će sadržavati hidroizolaciju i otpornost na koroziju, kao i druge karakteristike kao što su vibracijska otpornost i otpornost na udarce kako bi se osiguralo pouzdane performanse u izazovnim uvjetima.

Vatrena sigurnost je takođe presudna. U morskim aplikacijama, postoji ograničena količina prostora za pohranu baterije i bilo koji požar može dovesti do otrovnih propusta za dim i skupe štete. Mogu se poduzeti mjere instalacije za ograničenje širenja. Roypow, kineska litijum-jonska kompanija za proizvodnju baterije, jedan je primjer gdje se ugrađeni mikro aparat postavljaju u okvir baterije. Ti se gasinje aktiviraju ili električnim signalom ili paljenjem termičke linije. Ovo će aktivirati aerosol generator koji hemijski razgrađuje rashladnu tekućinu putem Redox reakcije i širi ga kako bi se vatra brzo ugasila prije nego što se širi. Ova metoda idealna je za brze intervencije, dobro prilagođene za uske prostorne aplikacije poput litijumskih baterija za marinu.

Sigurnost i zahtjevi

Upotreba litijumskih baterija za skladištenje za morske aplikacije su u porastu, ali sigurnost mora biti glavni prioritet za osiguranje pravilnog dizajna i ugradnje. Litijumske baterije su ranjive na toplinsku opasnosti od bijega i požara ako se ne obrađuju pravilno, posebno u oštrom morskom okruženju sa izlaganjem slanom vodom i visokim vlagom. Za rješavanje ovih problema, uspostavljeni su ISO standardi i propisi. Jedan od ovih standarda je ISO / TS 23625, koji pruža smjernice za odabir i ugradnju litijumskih baterija u morskim aplikacijama. Ovaj standard određuje dizajn, instalaciju, održavanje, održavanje i praćenje baterije kako bi se osigurala izdržljivost i siguran rad izdržljivosti baterije. Uz to, ISO 19848-1 pruža smjernice o ispitivanju i performansama baterija, uključujući litijumske baterije, u morskim aplikacijama.

ISO 26262 također igra značajnu ulogu u funkcionalnoj sigurnosti električnih i elektroničkih sustava unutar morskih plovila, kao i druga vozila. Ovaj standard mandatira da sistem upravljanja baterijama (BMS) mora biti dizajniran za pružanje vizualnih ili zvučnih upozorenja operateru kada je baterija niska snage, između ostalih sigurnosnih zahtjeva. Iako je pridržavanje ISO standarda dobrovoljno, poštivanje ovih smjernica promovira sigurnost, efikasnost i dugovječnost baterija.

Sažetak

Skladištenje litijumske baterije brzo se pojavljuju kao preferirana rješenje za skladištenje energije za morske aplikacije zbog velike gustoće energije i produženog životnog vijeka u zahtjevnim uvjetima. Ove su baterije svestrane i mogu se koristiti za niz morskih aplikacija, od uključivanja električnih brodica za pružanje sigurnosne kopije za navigacijske sisteme. Kontinuirani razvoj novih baterijskih sistema proširuje raspon mogućih aplikacija za uključivanje dubokog morskog istraživanja i Ostala izazovna okruženja. Usvajanje litijumskih baterija u morskoj industriji očekuje se da će smanjiti emisiju plina i revoluciju logistike i transportiranja.